随着各种纳米材料的应用,柔性应力传感技术得到了大力发展,刷新了人们对电子器件、传感器件及系统等形态和功能的认知。依据该技术制成的柔性应力传感器具有灵敏度高、灵活性强的特点,在医疗、保健和监测等许多领域都有着广泛的应用和良好的发展前景。目前常用的纳米材料有金属纳米材料、碳纳米材料及聚合物纳米材料。综述了柔性应力传感器中常用纳米材料的分类及提高性能的方法,从而进一步了解柔性应力传感器的发展。

综述了膨胀石墨基定型相变材料微观形貌、相变特性、热导率和热循环稳定性的表征方法,及这些性能相互之间、与膨胀石墨含量之间的影响关系。膨胀石墨含量是影响复合材料各种性能的最主要因素,当其在一定范围内变化时,复合材料的微观形貌特征无明显变化,相变潜热近似线性减小,热导率近似线性增大;相变温度和热循环稳定性受膨胀石墨含量的影响很小;膨胀石墨基定型相变材料经压制成型后,热导率表现出显著的各向异性。

金属-有机骨架(MOFs)材料因具有比表面积大、孔隙率高、尺寸可调、化学和热稳定性好等优点,在膜分离行业具有广阔的发展前景。近年来,在液体分离领域,MOFs/高分子复合膜表现出优良的性能,受到研究者的广泛关注。对用于液体分离的MOFs/高分子复合膜的制备方法进行了综述,重点介绍了共混法、界面合成/界面组装法、界面聚合法、沉积和浸涂法等方法的研究进展,并对MOFs/高分子复合膜制备中的主要问题及未来的发展方向进行了总结。

我国工程塑料产业总体处于成长期,2010～2017年消费量年均增速在10%左右。目前已逐步形成了具有树脂合成、塑料改性与合金、加工应用等相关配套能力的完整产业链,产业规模不断扩大;2017年我国工程塑料主要产品产能约402万t/a,产量约271万t,消费量447万t,自给率上升到61%。企业规模持续壮大,科技水平日益提高,管理水平明显提高,万华化学、蓝星新材、神马集团、云天化等一批企业先后上市。未来我国工程塑料产业发展重点:一是提升工程塑料生产水平;二是消除关键配套原料供应瓶颈;三是加强塑料改性、塑料合金技术开发。

由于石墨烯及其衍生物/金纳米粒子复合材料可以产生剧烈的表面增强性拉曼散射(SERS),因而被广泛应用到医学检验、环境监测和生物化学等领域。基于这种新型的复合材料,首先从复合材料SERS的增强机制出发,系统介绍了其电磁场增强机制和化学增强机制。随后,阐述了基于石墨烯及其衍生物/金纳米粒子复合材料的国内外SERS研究现状。最后,展望了石墨烯及其衍生物/金纳米粒子复合材料在各个领域的应用前景。

近年来,Ⅰ—Ⅲ—Ⅵ族三元量子点AgInS₂具有发光波长随尺寸组分可调、荧光寿命长、Stokes位移大、在可见光区和近红外区吸光系数大等优异的光电性能。与含Cd、Hg等有毒元素的量子点相比,AgInS₂量子点毒性低、绿色环保,在生物医学应用中前景广阔。总结了近几年国内外关于AgInS₂量子点研究的最新成果,对其合成方法与应用进行了概述。

层状富锂锰基镍钴锰(Ni-Co-Mn)(NCM)正极材料成本低,比容量高,安全性好,是极具商业前景的三元正极材料,但存在首次不可逆容量大、高电压、高倍率和高温条件下循环性能差等缺陷。为有效改善富锂锰基NCM材料的首次充放电容量、倍率特性和循环性能等电化学性能,研究者们通过表面包覆、元素掺杂和优化制备工艺等手段进行改性。从改进材料制备工艺环节角度,评述了原材料的恰当选择、材料形貌的特殊结构、与导电剂材料复合及与其他正极材料混合4方面的研究进展,并展望了今后的研究方向。

层状锰酸锂(LiMnO₂)具有比容量高、循环性能稳定等优点,已成为锂离子电池新的发展方向。综述了近年来镍(Ni)及其多元素掺杂LiMnO₂正极材料的研究进展,并对LiMnO₂的合成与制备方法进行了概述,重点概括了单元Ni掺杂及Ni多元复合掺杂等对LiMnO₂电性能的影响。

无机半导体光催化材料在解决能源短缺和环境污染方面具有重要应用,将一维纳米棒和零维纳米颗粒结合在一起形成的海胆状无机中空微球,因具有高的比表面积和孔隙率近年来成为研究的重点。根据海胆状无机中空微球中海胆部分生长过程的不同,从分步法与同步法的角度综述了ZnO、TiO₂、CuO、MnO₂、Fe₃O₄等海胆状无机中空微球的制备进展,然后总结了海胆状无机中空微球在光催化领域的应用进展,最后展望了海胆状无机中空微球今后的发展前景。

染料敏化太阳能电池(DSSCs)因生产成本低、制造工艺简单、环境友好等优点,受到了广泛关注。染料是染料敏化太阳能电池的核心,对能量转化效率(PCE)、光捕捉性能和电池稳定性有重要的影响。其中,纯有机染料因其具有较高的摩尔吸光系数、良好的结构可修饰性能,被广泛应用于DSSCs领域。吩噁嗪是一种强供电子单元,其非平面的蝴蝶型分子结构可有效抑制染料分子聚集,减少暗电流,从而提高器件的光电转换效率(IPCE),在DSSCs中有着广泛应用。从构效关系的角度出发,结合电子给体(D)、共轭桥连单元(π)和受体单元(A)的结构分类总结分析,对影响电性参数的原因进行了分析和探讨,并对未来的研究方向进行了展望。

NiO纳米片阵列具有优异的电化学、物理和机械性能,已经成为锂离子电池、超级电容器、传感器和催化等领域的热点材料之一。综述了NiO纳米片阵列的基本特性、制备方法及其在锂离子电池和超级电容器中的研究进展,并对其应用前景进行了展望。

开发高性能电极材料是推进能量转换和储存领域发展的关键。综述了过渡金属碳化物(TMC)的合成及其在新能源领域电化学应用(如析氢反应、氧化还原反应及染料敏化太阳能电池)中的最新进展,指出TMC的电化学性质以及电催化反应与其晶体结构、形貌和组成有关。最后讨论了高性能TMC电极的合理设计,展望了TMC未来的研究方向和发展前景。

磁控溅射作为一种低温高速溅射技术,是新型的织物表面改性方法。通过对磁控溅射基本原理和纳米银(Ag)、纳米二氧化钛(TiO₂)、纳米氧化镁(MgO)和纳米氧化锌(ZnO)抗菌机理研究成果的介绍,对应用磁控溅射技术制备抗菌织物的方法、性能评价以及安全性问题进行了分析,探讨了镀膜厚度、预处理以及光照时间等因素对抗菌性能的影响。最后对磁控溅射技术用于制备抗菌织物存在的问题和发展趋势进行了总结。

以对苯二胺、9,10-2H-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)、四氯化碳为原料制备磷氮阻燃剂6,6′-(1,4-亚苯基双(氮烷二基)双(6H-二苯并[c,e][1,2]氧杂磷苯-6-氧化物)(PDAB-DOPO)。利用傅里叶变换红外光谱仪、核磁共振氢谱仪对PDAB-DOPO结构进行了表征并将其用于阻燃环氧树脂;通过热失重分析对PDAB-DOPO及环氧树脂复合材料的热性能进行了表征,通过极限氧指数(LOI)和UL94测试对环氧树脂复合材料阻燃性能进行了表征,通过扫描电子显微镜对环氧树脂复合材料残炭形貌进行了分析。结果表明:当体系中磷质量分数为1.65%时,800℃时环氧树脂复合材料残炭量提高到18.9%,环氧树脂复合材料体系的LOI为27.3%,通过UL 94 V-0级测试。扫描电子显微镜分析表明,PDAB-DOPO的加入使得环氧树脂体系残炭表面形貌发生明显变化,PDAB-DOPO对环氧树脂具有良好的阻燃效果。

针对单一导热填料在高填充量下也无法同时提高硅橡胶介电、导热性能的问题,采用介电陶瓷钛酸锶(ST)、导热填料氮化硅(Si₃N₄)复合填充制备了Si₃N₄/ST/硅橡胶复合材料,研究了复合材料的介电和导热性能。采用LCR频谱分析仪和导热系数测试仪分别测试复合材料的介电常数和导热系数。结果表明:Si₃N₄与ST的共同填充提高了复合材料的介电性能和导热系数;Si₃N₄填充量为15%(体积分数,下同)时,Si₃N₄/硅橡胶复合材料的介电常数达到最大值5.4F/m;在Si₃N₄填充量保持不变、ST填充量为20%时,复合材料介电常数为纯硅橡胶介电常数的2.3倍,介电损耗保持在0.05以下,导热系数是纯硅橡胶的3倍。

采用溶胶-凝胶自蔓延燃烧法制备了漂珠/钡铁氧体磁性粉体,并以此为核,再利用原位掺杂聚合法制备出兼具电性能和磁性能的漂珠/钡铁氧体/聚苯胺复合材料。通过扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、振动样品磁强计(VSM)和矢量网络分析仪(VNA)等表征手段,分析了该材料的微观形貌、结构、电磁性能及吸波性能。结果表明,制备的漂珠/钡铁氧体/聚苯胺复合材料表层呈珊瑚状结构,存在聚苯胺和钡铁氧体的特征衍射峰;复合材料的磁性能随聚苯胺掺杂量的增加而减弱,但吸波性能却随之增强;当吸波层厚度为1.2mm、频率为16.4GHz时,样品的吸收峰值可达-42.94dB。

以硝酸钐[Sm(NO₃)₃·6H₂O]和钒酸钠(Na₃VO₄)为原料,采用直接沉淀法在三乙醇胺-丙三醇-乙醇混合有机溶剂体系中制备钒酸钐(SmVO₄)纳米粒子,考察其对罗丹明B的可见光催化降解活性,并对其进行表征。研究结果表明:浓度均为0.05mol/L的Sm(NO₃)₃·6H₂O和Na₃VO₄溶液在三乙醇胺、丙三醇和乙醇体积配合比为 1∶1∶3的溶液体系中反应3.0h获得分散性好、平均粒径约100nm、比表面积103.4m²/g的SmVO₄纳米粒子,SmVO₄纳米粒子对罗丹明B的降解率达到58.7%,具有较好的光催化活性。

以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和丙酮的混合溶液为溶剂,通过静电纺丝技术制备了聚偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)纳米纤维膜,并对纺丝工艺及纤维膜的性能进行了详细研究。结果表明:PVDF-HFP纤维膜的最佳纺丝工艺条件为:纺丝液浓度为0.26g/mL、溶剂DMF与丙酮的体积比为7∶3、纺丝电压为20kV、纺丝温度为30℃。制备的PVDF-HFP纤维膜中纤维直径主要分布在150～300nm,膜的熔点为157.94℃,拉伸强度为10.09MPa,断裂伸长率为74.34%,孔隙率达84%,吸液率达到570%。

采用十六烷基三甲基溴化铵改性的氮化硼微粒(BN-CTAB)填充双马来酰亚胺-三嗪树脂(BT树脂)制备了BT/BN-CTAB导热绝缘复合材料。研究了改性氮化硼对BT树脂复合材料导热性能、热稳定性能和电绝缘性能的影响。结果表明,随着改性氮化硼的加入,复合材料热导率随之逐渐上升,体积电阻率略有下降,当加入15%改性氮化硼时,复合材料的热导率达到0.63W/(m·K),比BT树脂的热导率提高了186%,而该复合材料仍能保持优异的绝缘性能。改性氮化硼的加入有助于提高BT树脂复合材料的热稳定性,当氮化硼的含量为15%时,复合材料的热分解温度(失重5%时)较纯BT树脂材料提高了55.1℃。

膨润土具有良好的物理性能和化学稳定性,具有广泛的用途,被誉为“万能石”,一些学者尝试将其运用于电力行业,但因其电阻率较大而不适用。而制备出一种低电阻率的磺化聚苯胺(SPAN)改性钙基膨润土复合材料,使其在电力领域运用成为可能。采用插层聚合法制备导电SPAN-钙基膨润土复合材料,并通过正交法优化苯胺(An)加入量、反应时间、反应温度3个制备工艺参数。利用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、四点探针对钙基膨润土和SPAN-钙基膨润土复合材料进行微结构组织和性能表征。制备SPAN-钙基膨润土复合材料的最佳工艺方案为:An加入质量分数为50%,反应时间为16h,反应温度为0℃。反应时间对复合材料的性能影响较为显著。与钙基膨润土相比,SPAN-钙基膨润土复合材料的微观组织更均匀,晶面间距较大,电阻率下降了5个数量级,测得电阻率是1Ω·mm。

采用生物还原法制备生物纳米银(Bio-Ag⁰),通过相转化法制备Bio-Ag⁰/聚醚砜(PES)复合膜。扫描电镜分析表明,Bio-Ag⁰可以均匀稳定地分散在PES基膜中。纳米银共混可以改善膜断面孔结构,在不影响蛋白质截留率的前提下提高复合膜的纯水通量。采用抑菌环、菌落计数及孔板生物膜培养法研究了Bio-Ag⁰/PES复合膜的抗污染性能。结果显示,Bio-Ag⁰不仅使纳米复合膜具备良好的抗菌性,而且能有效地抑制细菌在膜表面的粘附及生物膜的形成,显著提高膜材料的抗生物污染性能。

采用硅烷偶联剂KH550和KH560对中空玻璃微球进行改性,以均苯四甲酸二酐和4,4′-二氨基二苯醚为原材料,N,N-二甲基乙酰胺为溶剂,采用原位聚合法制得中空玻璃微球/聚酰亚胺复合薄膜。通过红外光谱和扫描电子显微镜对中空玻璃微球的改性情况进行表征。结果表明:硅烷偶联剂成功接枝到了玻璃微球表面。随着玻璃微球质量分数的提高,复合薄膜的力学性能在一定程度上有所下降,但介电常数却有明显的降低。填充未改性空心中空玻璃微球的复合薄膜,其介电常数从3.5降至2.4,KH550改性后的复合薄膜的介电常数最低可以达到2.0左右。

以六亚甲基二异氰酸酯(HDI)为芯材,通过界面聚合法和溶胶-凝胶原位生成法制得聚氨酯(PU)/二氧化硅(SiO₂)-六亚甲基二异氰酸酯(PU/SiO₂-HDI)杂化微胶囊。研究了3种催化方式酸催化、碱催化、酸碱催化对杂化微胶囊产率、密封性、热稳定性以及微观形貌的影响,结果表明:与未杂化微胶囊相比,PU/SiO₂-HDI杂化微胶囊的上述性能均有所提高,其中酸碱杂化微胶囊的粒径较大,分布均一,产率为71.24%,在168h浸泡条件下的泄漏率为12.03%,初始分解温度为269.43℃,在杂化微胶囊中具有最佳的性能。同时,将酸碱杂化微胶囊包埋PU防腐涂料基体中,形成的酸碱杂化涂层在盐雾腐蚀168h条件下,其划痕处被愈合,且未出现明显的腐蚀现象,具有较好的自修复和防腐作用。

以呋喃、四氢苯酐与氯化偏苯三酸酐为反应物,通过Diels-Alder反应、还原和亲核取代反应合成了一种新型含呋喃杂环/环己基脂环的二元酸酐,并对其结构和溶解性进行了研究。红外光谱(FT-IR)与核磁共振氢谱(¹H-NMR)均证实了目标产物被成功合成,且该二元酸酐在常规有机溶剂中具有良好的溶解性。

以γ-缩水甘油醚氧丙基倍半硅氧烷和甲基丙烯酸缩水甘油酯以及阳离子光引发剂复合组成固化体系,紫外光照固化获得γ-缩水甘油醚氧丙基倍半硅氧烷/甲基丙烯酸缩水甘油酯复合材料,研究γ-缩水甘油醚氧丙基倍半硅氧烷含量变化对材料本体性能及表面性能的影响。结果表明:材料硬度随γ-缩水甘油醚氧丙基倍半硅氧烷含量增大而增大,γ-缩水甘油醚氧丙基倍半硅氧烷含量变化对复合材料本体热性能无显著影响。复合材料表面疏水性随γ-缩水甘油醚氧丙基倍半硅氧烷含量增大而增大,耐水性增强。XPS结果表明随着γ-缩水甘油醚氧丙基倍半硅氧烷含量增大,材料表面C元素含量降低,O元素含量降低,Si元素含量增大。光固化复合体系有望作为UV固化涂料使用。

将2种二茂铁基表面活性剂(11-二茂铁基)正十一烷基三甲基溴化铵(FTMA)和二(11-二茂铁基)正十一烷基二甲基溴化铵(BFDMA),分别与聚苯乙烯磺酸钠(PSS)进行离子自组装,制备了2种新型的、具有氧化还原活性的复合物PSS-FTMA和PSS-BFDMA,并对制得的PSS-FTMA和PSS-BFDMA进行测试。研究结果表明,复合物处于介晶态,修饰电极的电化学行为都受扩散控制的准可逆过程,PSS-FTMA的电极反应速率为0.69,比PSS-BFDMA电极反应速率0.13要高4.3倍,PSS-FTMA具有较好的电化学性能。

采用阳极氧化法制备二氧化钛(TiO₂)纳米管,采用改良Hummers氧化法-浓碱法制备还原氧化石墨烯(RGO),采用阳极电化学沉积法制得RGO/TiO₂纳米管复合材料,以复合材料为反应阴极,以铂片(Pt)为反应阳极,光电催化还原二氧化碳(CO₂)为乙醇。并对制得的RGO/TiO₂纳米管复合材料进行了表征。结果证明:采用阳极电化学沉积法施加20V电压反应6h可有效制得RGO/TiO₂纳米管复合材料;以2%(wt.,质量分数)碳酸氢钠(NaHCO₃)水溶液为电解液,在紫外灯照射下施加1.5V电压,反应温度为50℃,反应时间为1h条件下,CO₂被还原为乙醇,产量为185.08nmol/(h·cm²)。

通过辐照接枝法在氧化石墨烯(GO)的表面接枝4-乙烯基吡啶(4-VP)制备了一种新型Cr(Ⅵ)吸附剂,并研究了单体浓度和吸收剂量对4-VP接枝率的影响。结果表明:聚4-乙烯基吡啶成功接枝到GO表面。接枝产物对Cr(Ⅵ)具有较好的吸附性能,在40min即可达到吸附平衡,吸附机理为离子交换机理,吸附过程符合朗格缪尔吸附等温模型,理论最大吸附量为114.9mg/g。在pH=3.12时,吸附剂对Cr(Ⅵ)吸附量可以达到最大值99.8mg/g。

以钛酸四丁酯和氢氧化锂为原料,采用水热法和高温固相结合方法,合成了碳氮/石墨烯改性的钛酸锂(Li₄Ti₅O₁₂,LTO)复合材料,通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和恒电流充放电仪等,对LTO复合材料进行表征及测试。发现改性后的LTO复合材料,在大倍率5.0C充放电条件下,其放电比容量可达到107.3mAh/g,200次循环后,LTO复合材料的放电容量为86.4mAh/g。与未改性的LTO相比,碳氮/石墨烯改性的LTO复合材料的电化学性能明显提高。

静电纺丝制备聚偏氟乙烯(PVDF)锂离子电池隔膜电化学性能一般,可采用混纺增强其电化学性能。采用二氧化钛(TiO₂)与PVDF混纺,制得TiO₂/PVDF锂离子电池隔膜,研究不同TiO₂的添加量对TiO₂/PVDF锂离子电池隔膜性能的影响,考察其力学性质、离子电导率、放电比容量和循环性能。结果表明:在添加1.5%(wt,质量分数)TiO₂条件下,制得的TiO₂/PVDF锂离子电池隔膜的孔隙率高达52.54%,吸液率403.70%,离子电导率4.2×10^-4S/cm;在0.5C条件下放电比容量为134.0mAh/g,循环25次条件下,TiO₂/PVDF锂离子电池隔膜的放电比容量仍有130.0mAh/g,放电比容量的波动小,循环稳定性好。

以偏钛酸、碳酸锂和葡萄糖为原料,采用高温固相法制得炭包裹钛酸锂(Li₄Ti₅O₁₂/C)复合材料,采用X-射线衍射和扫描电子显微镜对制得的产物进行表征,最后将制得的Li₄Ti₅O₁₂/C复合材料组装成CR2016扣式电池,并对锂离子电池的性能进行测试。结果表明,锂钛摩尔配合比在1.00∶0.86～1.00∶0.90范围内,煅烧温度800℃,煅烧8h,葡萄糖加入量为10%(wt,质量分数),电流倍率分别为0.1C和5C条件下,比容量分别达到168mAh/g和128mAh/g,制得的Li₄Ti₅O₁₂/C复合材料的电学性能良好。

以4,4′-二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、多元醇聚四氢呋喃二醇(PTMG1000)、聚环氧丙烷多元醇(EP3600)和三异丙醇胺(TIPA)为主要原料,选用微晶纤维素(MCC),抗氧化剂(A080)和中空玻璃微珠(HGM)作为填料,制备了一系列聚氨酯弹性体(PUE)复合材料,研究了填料对PUE性能的影响。结果表明:填料的加入未影响PUE分子的振动;3种复合材料拉伸强度随添加量增加先提高后下降,而断裂伸长率变化趋势不一,随着添加量的提高,A080/PUE材料断裂伸长率一直增加,HGM/PUE材料断裂伸长率一直下降,而MCC/PUE材料断裂伸长率先增加后降低;MCC/PUE材料阻尼性能有一定程度提高,A080/PUE材料玻璃化转变温度向高温偏移,阻尼温域拓宽,而HGM/PUE材料阻尼因子下降;填料的加入提高了PUE复合材料的耐温性。

以水热法合成棒状CeO₂/石墨烯载体材料,成功在载体上负载CdS纳米粒子得到CdS/CeO₂/还原氧化石墨烯(CdS/CeO₂/RGO)多级结构复合材料。采用透射电镜、X射线衍射仪和拉曼光谱等手段表征材料的结构,探究了该复合材料对304SS的光致阴极保护性能。结果表明:在可见光照射下,与CdS和CdS/RGO相比,CdS/CeO₂/RGO复合材料的光生电子与空穴更易分离,有着更好的光致阴极保护效果,且CeO₂具备存储电子能力,可见光光源关闭后,CeO₂仍能向304SS注入电子,从而在黑暗中对304SS起到持续的阴极保护作用。

采用改进的Hummers法合成氧化石墨烯(GO),利用原位聚合法合成GO/聚3,4-二氧乙烯噻吩∶聚苯乙烯磺酸(GO/PEDOT∶PSS)复合材料,并使用碘化氢整体还原法生成还原氧化石墨烯(RGO)/PEDOT∶PSS复合材料,同时考察了GO掺杂量对RGO/PEDOT∶PSS复合材料电化学性能的影响。通过X射线衍射仪、拉曼光谱仪、扫描电子显微镜、电化学测试等方法对所制材料进行了表征和性能测试。结果表明:GO与PEDOT∶PSS的质量比为6∶20时合成的RGO/PEDOT∶PSS复合材料具有最佳的电化学性能。

通过对玻璃纤维(GF)/环氧树脂(EP)(GF/EP)复合材料的设计与加工,制得具有不同润湿性能表面的GF/EP复合材料。结果表明:可以通过对GF/EP复合材料表面微观结构及表面化学成分的调控来实现GF/EP复合材料表面的亲水、疏水及超疏水性能,GF/EP复合材料超疏水表面的摩擦系数为0.08,磨损量为0.12%;相比GF/EP复合材料亲水表面来说,绿脓杆菌在GF/EP复合材料超疏水表面的黏附量下降了20%左右,白色念珠菌下降了80%左右。

首次将反向传输(BP)神经网络模型和经遗传算法(GA)优化后的BP(GA-BP)网络模型应用于研究多种工艺助剂和不同测试温度对复合固体推进剂力学性能的影响。结果表明:所建模型对复合固体推进剂力学性能均具有一定的预测能力,通过对未参与建模的5组数据的预测计算,GA-BP模型的抗拉强度预测的平均相对误差由BP模型的15.66%降低至12.86%,断裂伸长率由BP模型的11.24%降低至3.9%,预测精度得到了提高。

在某新型弹药中,双蔗醛(SZQu)推进剂与丁腈橡胶共存。为了探究SZQu推进剂与丁腈橡胶的相互作用,以及丁腈橡胶密封圈的安全寿命,对在75℃条件下分别老化了7d、20d、35d和50d的样品进行了检测。研究结果表明:在储存过程中丁腈橡胶对SZQu推进剂的安全性能影响不大,两者之间的外相容性较好;混合体系中丁腈橡胶的拉断伸长率在老化20d后变为95%,在75℃老化条件下,混合体系中丁腈橡胶密封圈的安全寿命达到20d。

传统铸铝合金舰载机柜门质量较重,且电磁屏蔽效果不理想,为了有效解决这一问题,设计了一种电磁屏蔽效果较好的新型机柜轻质门。介绍了新型舰载机柜轻质门的电磁屏蔽要求和结构形式,详细论述了其电磁屏蔽效能的理论分析,并利用Ansoft HFSS仿真软件计算仿真,探究其电磁屏蔽效能;同时,对实物进行了测试并分析测试结果。结果表明:所设计的新型机柜轻质门的屏蔽效能达到了设计目标,可以为电子设备的正常运行提供更好的保护。Ansoft HFSS仿真软件计算结果与实验验证结果较为接近,在设计阶段具有可行性。

有机半导体材料具有低成本、可制备柔性器件等优点,广泛应用于有机薄膜光电器件。如今迫切需求同时具有较高迁移率和较好溶解性能可溶液加工的有机电子传输材料来支撑其发展。但分子的功能化使其刚性越来越大,溶解性能受到了影响。设计合成了N,N′-二苯基苝四羧基二酰亚胺(DiPP)和N-十二烷基-N′-苯基-苝酰亚胺(DoPP)两种苝酰亚胺衍生物,研究长链烷基对苝酰亚胺衍生物性能的影响。结果表明,长链烷基的引入大幅度提升了苝酰亚胺衍生物的溶解性能,但是其在空气中的热稳定性和抗氧化性有所降低。

针对介电弹性体的粘弹性应力松弛现象,通过单轴拉伸的应力松弛试验研究了材料应力在不同预拉伸率下的时变特征,建立了材料基于Prony级数的准线性粘弹性模型。研究结果表明:通过理论计算和实验结果的对比验证了模型的准确性,预拉伸率是影响介电弹性体薄膜应力松弛曲线的重要因素,基于二阶Prony级数的准线性粘弹性模型能够有效模拟介电弹性体薄膜预拉伸率在[2,6]区间内的非线性力学松弛特性,而且与实验值拟合度较高;在预拉伸率为4,400s条件下,介电弹性体薄膜的应力达到0.126MPa。

采用流体力学软件CFD对化学气相沉积法制备石墨烯过程进行数值模拟,分别研究了低压(83Pa)和常压(101325Pa)条件下反应炉内温度、压强、速度分布及石墨烯沉积情况。研究结果表明,常压下反应炉加热区压强分布不均匀,气体流动较为紊乱,容易对反应造成影响,同时由于常压下气流的紊乱使得加热区内温度分布不均匀,不利于石墨烯的表面沉积;相反在低压工况下,加热区内压力、甲烷气体流速、温度分布均匀,从而保证了整个反应的平稳进行。

通过水热法制备了钴酸铜(CuCo₂O₄)电极材料,研究了煅烧温度对CuCo₂O₄电极材料结晶度、形貌和电容性能的影响。结果表明:煅烧350℃制备的CuCo₂O₄材料的结晶度比煅烧300℃和400℃的结晶度更好;煅烧温度为350℃时,CuCo₂O₄材料呈片层状结构,片层之间交叉连接形成更多的间隙和孔道,结构更加疏松;煅烧温度为300℃和400℃时,CuCo₂O₄集聚在一起互相重叠堆积,间隙和孔道较少;煅烧温度为350℃时制备的CuCo₂O₄材料的比电容最大。

针对以液体含能材料为原料的3D打印,设计出适合含能材料挤丝工艺的直径不同的喷头,并构建了双向可调气路系统用以控制液体的挤出流量,实现了用不同直径的喷头均匀、稳定打印,保证了含能材料打印的安全性。采用丝状液体含能材料固化方法,实现了液体3D打印固化成型。制备出适合打印性能要求的光固化树脂,利用红外光谱分析技术,计算出各配方中紫外光照后CC双键转化率,验证最优配方的正确性。进行光固化树脂和加入含能材料的含能油墨打印实验,并对含能油墨打印的模型进行点燃实验。结果表明,设计的打印喷头和气路系统适合于液体材料打印,制备的光固化树脂流动性、流平性、固化效率等符合打印性能要求。

主要研究了游离异氰酸酯基团(—NCO)、二羟甲基丙酸(DMPA)、三羟甲基丙烷(TMP)等因素变化对制备水性聚氨酯(WPU)环氧固化剂及其增韧效果的影响。结果表明:控制游离异氰酸酯基团用量为6.38%(wt,质量分数),二羟甲基丙酸用量为7%(wt,质量分数),三羟甲基丙烷用量为3.4%(wt,质量分数),其余物料按理论计算量投料,所制得的WPU环氧固化剂对水性环氧树脂固化物具有良好的固化增韧作用,明显好于其他弹性材料,制得的水性环氧树脂固化物的表干时间≤2h,附着力达到1级,柔韧性为1mm,耐冲击强度(1kg·50cm)为无裂纹和无剥落,耐酸性(72h)为无泡,耐碱性(72h)为无泡。

以1,3-丙烷磺内酯、三甲胺或三乙胺为主要原料制备了系列具有Brønsted酸性的4种离子液体。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)和核磁共振(NMR)对离子液体进行了结构和酸性表征。并将其用于催化甲醇与油酸的酯化反应。研究结果表明,制得的4种离子液体的催化活性都较为优越,在反应温度60℃,反应时间3h,制得的离子液体N-(3-磺酸基)丙基三甲胺硫酸氢盐([TMPSA][HSO₄])用量为7.5%(wt,质量分数),醇酸摩尔配合比8∶1的条件下,[TMPSA][HSO₄]对醇酸酯化反应的转化率可达97.17%,且离子液体循环使用5次后,仍能保持较高的催化活性。

以氧化石墨烯为原料、L-抗坏血酸为还原剂,采用化学还原法通过多次浸渍-还原过程,制备了涂层次数不同的石墨烯涂层纯棉织物,并分别命名为C-GO、C-1RGO、C-2RGO、C-3RGO。采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线光电子能谱分析(XPS)及傅里叶变换衰减全反射红外光谱分析(FTIR-ATR)对织物进行表征,分析氧化石墨烯的还原程度。结果表明,首次浸渍于氧化石墨烯分散液后,纤维表面附着少量氧化石墨烯,随着浸渍-还原过程的进行,纤维表面完全被石墨烯片层包覆且包覆均匀。导电性测试结果显示,石墨烯涂层棉织物具有较好的导电性,且随着还原次数的增加,导电性逐渐变得更好;多次还原后,织物表面C/O原子比例逐渐升高,还原程度加剧,进而证明织物导电性得到改善。

采用水热法制备得到具有磁响应性能的碳基固体酸微球催化剂,采用扫描电镜、振动样品磁强计、X射线衍射仪、红外光谱仪、热重分析仪和Boehm滴定等手段对其进行表征,并探讨了催化剂制备条件对碳基固体酸微球催化剂催化性能的影响。结果表明:微球直径为1.1～1.3μm时,其饱和磁化强度为4.25emu/g,具有Fe₃O₄的特征衍射峰,且表面具有大量的酸性官能团;在磺化温度为120℃、磺化时间为8h、浓硫酸用量为15mL时,催化剂酸量达到2.84mmol/g。将催化剂应用于油酸与甲醇的酯化反应,当催化剂质量为油酸质量的7.5%,甲醇与油酸摩尔比为24∶1,酯化温度为90℃,酯化时间为3h时,酯化率达到89.43%。

燃煤电厂作为单质汞最大的排放源,其排放标准也日趋严格。新的火电厂排放标准已于2012年1月1日起正式实施,其中规定汞及其化合物的排放限值为0.03mg/m³。以云南废弃普洱茶梗为碳源,利用超声等体积浸渍法制备了质量分数分别为4% CeO₂-4% CuO(CC)和4% CeO₂-4% MnO₂(CM)生物炭。在100～300℃范围内,模拟固定床选择性催化还原法(SCR)条件下进行单质汞和NO的联合去除实验。为了探究改性茶梗生物炭吸附气态单质汞的热力学特征和吸附机理,利用热力学方程对数据进行拟合,结果表明随着温度的逐步升高,化学反应发生机率降低,化学吸附随之减少。

利用水热法合成了锰铁氧体/生物炭吸附材料(FBC),用于去除溶液中Pb²⁺离子。通过傅里叶变换红外光谱仪对吸附前后FBC进行表征分析,研究了溶液初始pH、溶液初始质量浓度、吸附时间等对Pb²⁺离子吸附的影响,探讨了吸附动力学特性和吸附等温线特性。结果表明:温度为25℃,FBC吸附Pb²⁺离子在120min内即可达到吸附平衡,最大吸附量为126.1mg/g;吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附方程,说明FBC对Pb²⁺离子的吸附过程主要是单分子层化学吸附。再生吸附实验结果显示,重复利用5次后,FBC对Pb²⁺离子的吸附量超过70mg/g,表现出良好的再生性能。

以咪唑及其衍生物和四丁基溴化铵(Bu₄NBr)为原料,通过低温共熔合成3种低共熔溶剂(DESs),采用红外光谱和核磁氢谱对其进行表征,并考察DESs对模拟油品中二苯并噻吩的萃取性能。采用正交试验法详细考察了萃取温度、原料配比、油剂体积比、萃取时间和搅拌速率等因素对脱硫率的影响,从而确定最优萃取条件。分别计算出3种DESs多级逆流萃取脱硫的理论级数,在最优条件下进行多级反应,计算DESs的多级萃取脱硫率。结果表明:在萃取温度T为20℃、咪唑与Bu₄NBr的物质的量之比X=0.6、油剂体积比为6、萃取时间t=30min、搅拌速率为600r/min的条件下,此种DES对二苯并噻吩的一次脱硫率达到89.2%,采用三级逆流萃取脱硫后,脱硫率达到98.08%。

以密胺酯海绵为基体,通过正硅酸乙酯反应生成SiO₂,将海绵浸入含SiO₂的溶液中,使SiO₂引入海绵的孔道表面,利用SiO₂与硅烷偶联剂KH-304的交联作用,将疏水亲油的KH-304引入海绵的孔道表面,从而制备出超疏水亲油海绵。结果表明:引入KH-304后的海绵吸水率为0.3g/g,对氯仿的吸油率为50.5g/g,具有明显的疏水亲油性。

以荞麦壳为原料,以KOH活化法制备活性炭,研究了炭化时间、炭化温度对活性炭性能的影响。结果表明:在活化条件不变的情况下,炭化时间和炭化温度对活性炭性能具有重要影响,制备活性炭的较优工艺参数为:炭化时间为3h,炭化温度为500℃。同时,制备得到的活性炭比表面积为1436.047m²/g,碘吸附值为1528.61mg/g。

静电纺纳米纤维以其具有模拟细胞外基质(ECM)的结构与功能,已在组织工程支架材料领域受到广泛研究。传统随机排列纳米纤维支架显示出较低的机械强力,缺少足够的生物地形指引,而定向纳米纤维的应用优势凸显。为了扩展定向纳米纤维在组织工程支架的应用,系统综述了近年来不同制备方法在构建血管、肌肉、骨和神经组织工程支架的应用进展。结果表明,三维(3D)定向纳米纤维支架具有明显的使用优势,可以结合多种电纺技术和后加工处理,以及结合其他制备组织工程支架的方法进行制备。

对静电纺丝法制备碳纳米纤维的过程进行了简单介绍,并对如何制备出取向性、形貌及结构优良的碳纳米纤维材料做了细致的分析。在此基础上综述了电纺碳纳米纤维在电极材料、吸附材料、催化剂及催化剂载体、储氢材料等方面的应用。最后提出了电纺碳纳米纤维材料实现工业化生产及研究方面面临的问题。

采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)对麦饭石(MS)进行改性处理,通过静电纺丝法将改性后的麦饭石(KH550-MS)与聚乳酸(PLA)复合,制备了一种可降解MS/PLA复合纤维薄膜,并研究了其对空气中悬浮微粒的过滤行为,探讨了KH-550改性前后MS的表面特性、分散性、活化率及粒径分布情况。结果表明:经KH-550改性后,MS的表面活化率从5.5%增至91%,粉体表面每nm²羟基数从8.6降至3.2,比表面积从22213.78m²/kg增至23546.28m²/kg,颗粒平均直径由0.31μm降至0.29μm。对空气中悬浮微粒的过滤性能测试结果表明:KH550-MS/PLA复合纤维膜对粒径在0.5～1μm、1～2.5μm、2.5～5μm以及5～10μm不同区间粒径的颗粒过滤效率分别为91.32%、97.11%、99%和99%,高于MS/PLA复合纤维膜。复合纤维膜具有良好的透气性,初阻力维持在34～37Pa范围内。与MS/PLA复合纤维膜相比,KH550-MS/PLA复合纤维膜过滤性能明显增强。

麻纤维/聚合物复合材料的力学性能尚不令人满意。将麻纤维与其他纤维混杂,可以进一步改善复合材料性能。综述了近年来国内外在麻纤维/异种纤维/聚合物复合材料方面的研究进展。异种纤维主要指与麻纤维不同种类的植物纤维、玻璃纤维、碳纤维以及粘胶、芳纶等其他有机纤维。介绍了混杂纤维种类及混杂方式、聚合物种类以及添加增容剂、纳米填料等其他组分对麻纤维/异种纤维/聚合物复合材料性能的影响,展望了麻纤维/异种纤维/聚合物复合材料的发展趋势。

介绍了光热型纳米材料在癌症治疗中的应用,包括无机非金属类、贵金属类、有机小分子类、有机高分子类,并重点对多孔硅基纳米复合物在癌症光热治疗中的应用进行了综述与展望。

我国是一个干旱缺水严重的国家,其中农业耗水量最多,占总耗水量的70%以上,如何提高水资源利用率,减少农业耗水量是急需解决的问题。高吸水性树脂的出现,为解决上述问题提供了可能。越来越多的研究发现,高吸水性树脂用于农业生产,不但可以保水保肥,还能促进植物生长。对合成聚合物类、生物质类、有机-无机复合类高吸水性树脂进行了详细介绍,对其在农业生产中的最新应用研究进行概述,并对其在应用中存在的一些问题进行讨论,指出今后重点是对高吸水倍率、高机械强度的生物基吸水树脂的研发。

介绍了光热型纳米材料在癌症治疗中的应用,包括无机非金属类、贵金属类、有机小分子类、有机高分子类,并重点对多孔硅基纳米复合物在癌症光热治疗中的应用进行了综述与展望。

接地是输电线路防止雷击跳闸的主要措施之一,接地装置的接地性能直接受到所处环境的强烈影响,接地技术的研究涉及到地质、土壤、化学、材料、电气等多个学科。在均匀土壤中,水平接地网的接地电阻与接地系统所处土壤电阻率成正比,与地网面积的平方根成反比,但是在复杂土壤中,难以套用现有计算公式。南方地区地形复杂,大多数输电线路位于山区,地表上层为石英岩风化砂,下层为岩石,土壤分层现象比较显著,且石英岩风化砂通透性良好,保水保肥能力较差。南方地区的特殊地质对输电线路防雷接地的选型和设计带来一定影响。测量了南方一些具有代表性地区的土壤电阻率,得到了土壤电阻率分层情况,在此基础上比较了几种接地材料在一定长度内接地电阻的变化情况,为南方地区输电线路接地装置的材料选型和设计提供参考。结果表明:在南方的地质条件下,采用柔性石墨基接地带具有防腐能力强和可解决开挖受限难点的优势,应优先采用。

尼罗蓝类化合物是灵敏度高、生物毒性较低的吩恶嗪类荧光试剂。从尼罗蓝A(Nile blue A)的光学性能入手,考察了Nile blue A显现潜在手印时的最佳适用条件及在不同客体上的显现效果。通过连续捺印显现实验进一步探究了该方法的灵敏度和对陈旧性手印的显现能力。实验结果证实,该方法在潜在手印显现时具有较高的显现灵敏度和广泛的客体适用性,在Nile blue A质量浓度为0.03mg/mL时达到最佳,其显现手印具有显色和荧光双重效果,能够适用于大多数渗透性与非渗透性客体表面潜在手印显现,甚至对于潮湿及复杂背景客体仍具有良好的效果,为犯罪现场潜在手印的显现提供了更有效的方法。

为了提高TiO₂颗粒的分散性,增强其光催化降解油污性能,利用溶胶-凝胶工艺制备出TiO₂-SiO₂复合气凝胶。引入甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(MTC)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)单体,形成的聚合物以静电吸引形式包覆在气凝胶骨架上。采用Zeta电位、扫描电子显微镜和X射线衍射等手段对复合气凝胶进行了测试和表征。结果表明:TiO₂-SiO₂复合气凝胶骨架表面成功吸引了带正电的MTC,同时TiO₂颗粒均匀分散在气凝胶中,提高了TiO₂催化降解油污的效率。

二硫化钼(MoS₂)纳米片阵列是MoS₂纳米片与基底材料结合形成的一种具有三维结构的纳米材料。该材料具有优异的导电性和良好的稳定性,广泛应用于析氢反应、超级电容器以及锂离子电池。综述了MoS₂纳米片阵列的主要制备方法,包括水热(溶剂热)合成法、溶解-生长法、物理气相沉积法,以及其应用现状。

稻壳作为一种可再生的生物质资源,最大资源化利用稻壳中的碳(C)和硅(Si)制备碳化硅(SiC)晶须及其复合材料,对解决资源短缺、保护环境具有重要意义。为发挥稻壳和有机硅废弃触体组分的特点,以两者共混物为原料,在较低温度下,通过镍(Ni)催化裂解制备立方相碳化硅(3C-SiC)晶须。并对产物的形貌、组成、物相进行表征分析,考察反应温度、稻壳与触体物料配合比、催化剂用量对3C-SiC晶须生成影响。结果表明:在稻壳∶有机硅废弃触体的质量配合比为2∶1,催化剂六水合硝酸镍[Ni(NO₃)₂·6H₂O)]用量为3%(wt.,质量分数),反应时间为2h,反应温度为1250℃条件下,制得的3C-SiC的晶须长达20μm。

以廉价明胶(gel)和羧甲基纤维素钠(CMC)为基质,辅以聚吡咯(PPy)为修饰剂,利用铬酸作为氧化剂构建Cr(Ⅵ)离子印迹空穴,制备出了光敏感离子印迹材料(IIP),并对其性能进行了评估。实验结果表明,制备出的IIP不仅成本低、具有良好的Cr(Ⅵ)吸附选择性,还具有优良的光敏感性,可通过光热作用增强吸附离子的洗脱。另外,IIP还具有原位还原性,能够有效地将吸附的Cr(Ⅵ)还原成Cr(Ⅲ),实现对Cr(Ⅵ)的综合治理。

甲醛、苯酚和三氯乙醛是3种主要的水中挥发性有机污染物,对环境造成了极大的危害。采用相转化法介孔硅改性聚醚砜(PES),制得介孔硅改性PES纳滤膜,探究反应时间和pH对介孔硅改性PES纳滤膜降解水中甲醛、苯酚和三氯乙醛的效果。研究结果表明:介孔硅改性PES纳滤膜最佳反应时间为10min,溶液pH＝11条件下,分别对水体中3.0mg/L甲醛、10.0mg/L苯酚和2.0mg/L三氯乙醛进行降解,降解率分别达到55.5%、42.5%和67.7%。为水体中挥发性有机物甲醛、苯酚和三氯乙醛的去除提供了可行的途径。

采用不同的制备方法以及控制反应条件制备出不同形貌、尺寸的纳米银,并采用透射电子显微镜对纳米银进行表征。研究结果表明:采用传统溶胶-凝胶法较成熟稳定,制得的纳米银为球形粒子,尺寸均匀,粒径60nm左右。将纳米银与氧化石墨烯(GO)复合后掺杂到磷酸铁锂(LiFePO₄)中,制得的LiFePO₄-纳米银/GO复合物的首次放电比容量达到158.6mAh/g,具有良好的电化学性能。

以乙酰丙酮、乙二胺和N-甲基咪唑为原料经醛胺缩合、溴代等合成了单氮杂芳环修饰的水溶性化合物L,通过核磁氢谱、核磁碳谱和红外光谱等手段对其进行表征。利用紫外吸收光谱研究了L与金属离子(Na⁺、K⁺、Cd²⁺、Co²⁺、Cu²⁺、Mn²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺、Pb²)的配位性能。考察了L与Pb²⁺的化学配位比以及检出限,并探讨了溶剂、时间和pH对L识别Pb²⁺性能的影响。结果表明:L的纯水溶液,加入Pb²⁺ 30min后,L可以快速地与Pb²⁺发生1∶1配位,检出限为5×10^-5mol/L。在误差允许范围内,L用于模拟实际样品中Pb²⁺的分析检测,是一种在有机体系和水体系中均可较快速、选择性识别Pb²⁺的化学探针。

以降解壳聚糖、明胶为原料,戊二醛等试剂为交联剂,采用反相悬浮交联法制备出一系列具有高效吸附解吸功能的球形复合吸附材料降解壳聚糖/明胶复合微球,通过扫描电子显微镜,研究了原料种类以及搅拌速度对微球粒径与形貌的影响,将其用于活性染料印染废水处理中,研究了吸附温度、吸附时间、降解壳聚糖的用量及吸附液pH的大小对活性染料吸附性能的影响。结果表明:制得的降解壳聚糖/明胶复合微球的球粒径小,形态圆整,在温度为30℃、吸附时间为40min、溶液pH＝4、微球制备时降解壳聚糖用量为0.4g、降解壳聚糖∶明胶质量配合比为1∶1条件下,降解壳聚糖/明胶复合微球球对活性黑WM的吸附容量达到137.25mg/g,并具有较好的循环使用价值。